Bildmetoden avslöjar dolda hjärnskador

En sofistikerad bildteknik har avslöjat tecken på hjärnskada hos soldater som skadats i explosioner. Skadorna, som inte dyker upp med vanliga bildtekniker, kan hjälpa till att förklara varför vissa soldater lider av långvariga problem efter sådana skador.

Hjärnavbildning: De svart-vita hjärnskanningarna överst erhölls med en konventionell MRT; den färgglada bilden längst ner erhölls med diffusionstensoravbildning, en metod som är bättre på att visa långvarig hjärnskada.

Hjärnskador orsakade av explosioner från improviserade explosiva anordningar, raketgranater eller landminor i Irak och Afghanistan är ett stort problem för den amerikanska militären. Uppskattningsvis 10 till 20 procent av alla utplacerade trupper har upplevt lindriga traumatiska hjärnskador som ett resultat av sådana sprängningar. Och även om dessa skador är kopplade till långvariga psykologiska och psykiska problem, saknar medicinska experter medel för att upptäcka eventuella fysiska skador.

En studie av forskare vid Washington University School of Medicine i St Louis och den amerikanska militären fann att skador på hjärnan kan upptäckas med hjälp av en avancerad form av magnetisk resonanstomografi (MRI) som kallas diffusionstensor imaging (DTI). Denna teknik spårar rörelsen av vattenmolekyler genom hjärnan, vilket ger en detaljerad bild av hjärnans vita materia - neurala ledningar som förbinder celler. Skador på denna vävnad har länge förknippats med mild traumatisk hjärnskada.

Forskarna studerade 63 soldater som fick diagnosen traumatisk hjärnskada efter att ha skadats i explosioner i Irak och Afghanistan. Diagnosen baserades på symtom som medvetslöshet, förvirring och huvudvärk. Standardavbildningsmetoder, inklusive MRT och CT, visade i de flesta fall ingen hjärnskada. Forskarna studerade soldaterna inom 90 dagar efter intagningen till Landstuhl Regional Medical Center i Tyskland, och igen sex till 12 månader senare.

I studien, genomförd från 2008 till 2009 och publicerad 2 juni i New England Journal of Medicine , fann forskarna att 18 av de 63 försökspersonerna som diagnostiserades med traumatisk hjärnskada hade avvikelser i den vita substansen i två eller flera delar av hjärnan. Ytterligare 20 försökspersoner hade abnormiteter i ett område och 25 hade inga. Avvikelserna överensstämde också med datorsimuleringar av den sannolika effekten av explosioner på hjärnan.

Betydelsen av den nya studien är att den innehåller data över tid, säger David Moore, professor i neurologi vid Tulane University School of Medicine i Louisiana och tidigare biträdande chef för Försvars- och veteranhjärnskadecenter i Washington, D.C. Ett år senare visade DTI-fynden att det fortfarande fanns abnormiteter i hjärnans vita substans, vilket tyder på att denna typ av skada kan ha långvariga effekter.

Moore genomförde en liknande studie på Walter Reed Army Hospital 2009, och använde DTI för att studera hjärnan hos skadad amerikansk militärpersonal, i genomsnitt cirka 80 dagar efter en explosion. Denna studie visade också skador på hjärnans vita substans; resultaten förväntas publiceras under de närmaste månaderna.

DTI är mycket känsligt för diffusion av vatten, som i organiserade vävnader rör sig lättare längs axonet, säger Christine Mac Donald, forskningsinstruktör i neurologi vid Washington University och chef för studien. Vi använde vattendiffusionsmönstren längs dessa spår för att härleda förändringar som representerar axonal skada, säger Mac Donald. Forskarna undersökte också 21 kontrollpersoner - män som nyligen utsatts för sprängningar men utan symtom på hjärnskakning.

Alla män i studien hade upplevt vad som kallas en blast-plus-händelse, vilket betyder att de upplevde den snabba tryckvågen från en explosion och hade trubbigt trauma mot huvudet. I genomsnitt studerades försökspersonerna 14 dagar efter att de tagits in på Landstuhl Regional Medical Center. En andra utvärdering ägde rum i USA inom ett år. Den andra skanningen visade ihållande avvikelser som var förenliga med utvecklande skador.

Mac Donald, som genomförde studien med huvudforskaren David Brody, biträdande professor i neurologi vid Washington University, säger att studien är ett första steg i att fastställa patologin för traumatisk hjärnskada och för att kunna diagnostisera skadan.

Barclay Morrison , en docent i biomedicinsk teknik vid Columbia University, säger att subtila strukturella skador på hjärnan efter en explosion är svåra att upptäcka, men det är det som påverkar kognitiva funktioner som sömn, minne och planering. Men även om DTI kunde upptäcka de flesta av dessa subtila förändringar, är det för tidigt att korrelera skadan med beteenden. Nu när vi har ett sätt att identifiera skadan är nästa steg att hitta den underliggande skademekanismen – vad händer med den vita substansen?

David Hovda , chef för hjärnskadeforskningen vid University of California, Los Angeles, säger att studien öppnar en inkörsport för militären att göra framsteg i att förstå och behandla traumatisk hjärnskada. Under många år var traumatisk hjärnskada ett underskattat problem, en tyst epidemi runt om i världen. Nu kan vi säga att dessa symtom är verkliga, och vi har en avbildningsteknik för att bevisa det, säger Hovda.

Mac Donald säger att DTI kan implementeras på sjukhus eller medicinska stationer ganska enkelt. Den använder en MRI-maskin och kräver en uppgradering av programvaran men ingen extra hårdvara.

Det finns dock fortfarande mer forskning att göra. Vi tittar på en större grupp patienter och försöker belysa sambandet mellan dessa fynd och funktionellt utfall – vad betyder det för mig som patient? Vad säger det till läkaren om hur jag ska behandla mig eller mina symtom? säger Mac Donald.

Dölj